1.Java 创建线程的三种方式、创建线程池的四种方式 - 图1 版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。 原文链接:https://blog.csdn.net/qq_35275233/article/details/87893337

概要:

java创建线程的三种方式:

  1. 继承Thread类创建线程类
  2. 实现Runnable接口
  3. 通过Callable和Future创建线程

java创建线程池的四种方式: newCachedThreadPool 创建一个可缓存的线程池,如果线程池长度超过处理需求,可灵活回收空闲线程,若无可回收,则新建线程 newFixedThreadPool 创建一个定长线程池,可控制线程最大并发数,超出的线程会在队列中等待 newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行 newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的线程池,它只有唯一的工作线程来执行任务,保证所有任务按照指定 顺序(FIFO,LIFO,优先级)执行

线程池的优点: a. 重用存在的线程,减少对象创建、消亡的开销,性能佳。 b. 可有效控制最大并发线程数,提高系统资源的使用率,同时避免过多资源竞争,避免堵塞。 c. 提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。

一 .Java中创建线程主要有三种方式:

1、继承Thread类创建线程类 (extends)

(1)定义Thread类的子类,并重写该类的run方法,该run方法的方法体就代表了线程要完成的任务。因此把run()方法称为执行体(线程体)
(2)创建Thread子类的实例,即创建了线程对象。
(3)调用线程对象的start()方法来启动该线程。

  1. 1.
  2. 2. public class FirstThreadTest extends Thread{
  3. 3. int i = 0;
  4. 4. //重写run方法,run方法的方法体就是现场执行体
  5. 5. public void run()
  6. 6. {
  7. 7. for(;i<100;i++){
  8. 8. log.info(getName()+" "+i);
  9. 9. }
  10. 10. }
  11. 11.
  12. 12. public static void main(String[] args)
  13. 13. {
  14. 14. for(int i = 0;i< 100;i++)
  15. 15. {
  16. 16. log.info(Thread.currentThread().getName()+" : "+i);
  17. 17. if(i==20)
  18. 18. {
  19. 19. new FirstThreadTest().start();
  20. 20. new FirstThreadTest().start();
  21. 21. }
  22. 22. }
  23. 23. }
  24. 24. }


上述代码中Thread.currentThread()方法返回当前正在执行的线程对象。GetName()方法返回调用该方法的线程的名字。

2、通过Runnable接口创建线程类

(1)定义runnable接口的实现类,并重写该接口的run()方法,该run()方法的方法体同样是该线程的线程执行体。
(2)创建 Runnable实现类的实例,并以此实例作为Thread的target来创建Thread对象,该Thread对象才是真正的线程对象。
(3)调用线程对象的start()方法来启动该线程。

1. public class RunnableThreadTest implements Runnable  
2. {  
3. 
4. private int i;  
5. public void run()  
6.     {  
7. for(i = 0;i <100;i++)  
8.         {  
9.            log.info(Thread.currentThread().getName()+" "+i);  
10.         }  
11.     }  
12. 
13. public static void main(String[] args)  
14.     {  
15. for(int i = 0;i < 100;i++)  
16.         {  
17.             log.info(Thread.currentThread().getName()+" "+i);  
18. if(i==20)  
19.             {  
20.                 RunnableThreadTest runner= new RunnableThreadTest();  
21. new Thread(runner,"新线程1").start();  
22. new Thread(runner,"新线程2").start();  
23.             }  
24.         }  
25.     }   
26. }


线程的执行流程很简单,当执行代码start()时,就会执行对象中重写的void run()方法,该方法执行完成后,线程就消亡了。

3、通过Callable和Future创建线程

(1)创建Callable接口的实现类,并实现call()方法,该call()方法将作为线程执行体,并且有返回值

1. public interface Callable
2. {
3.   V call() throws Exception;
4. }

(2)创建Callable实现类的实例,使用FutureTask类来包装Callable对象,该FutureTask对象封装了该Callable对象的call()方
法的返回值。(FutureTask是一个包装器,它通过接受Callable来创建,它同时实现了Future和Runnable接口。)
(3)使用FutureTask对象作为Thread对象的target创建并启动新线程。
(4)调用FutureTask对象的get()方法来获得子线程执行结束后的返回值

1. public class CallableThreadTest implements Callable<Integer>  
2. {  
3. 
4. public static void main(String[] args)  
5.     {  
6.         CallableThreadTest ctt = new CallableThreadTest();  
7.         FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<>(ctt);  
8. for(int i = 0;i < 100;i++)  
9.         {  
10.             log.info(Thread.currentThread().getName()+" 的循环变量i的值"+i);  
11. if(i==20)  
12.             {  
13. new Thread(ft,"有返回值的线程").start();  
14.             }  
15.         }  
16. try
17.         {  
18.             log.info("子线程的返回值:"+ft.get());  
19.         } catch (InterruptedException e)  
20.         {  
21.             e.printStackTrace();  
22.         } catch (ExecutionException e)  
23.         {  
24.             e.printStackTrace();  
25.         }  
26. 
27.     }  
28. 
29. @Override
30. public Integer call() throws Exception  
31.     {  
32. int i = 0;  
33. for(;i<100;i++)  
34.         {  
35.             log.info(Thread.currentThread().getName()+" "+i);  
36.         }  
37. return i;  
38.     }  
39. 
40. }

二、创建线程的三种方式的对比

1、采用实现Runnable、Callable接口的方式创建多线程
优势:
线程类只是实现了Runnable接口或Callable接口,还可以继承其他类。
在这种方式下,多个线程可以共享同一个target对象,所以非常适合多个相同线程来处理同一份资源的情况,从而可以将CPU、代码和数据分开,形成清晰的模型,较好地体现了面向对象的思想。
劣势
编程稍微复杂,如果要访问当前线程,则必须使用Thread.currentThread()方法
2、使用继承Thread类的方式创建多线程
优势:
编写简单,如果需要访问当前线程,则无需使用Thread.currentThread()方法,直接使用this即可获得当前线程
劣势:
线程类已经继承了Thread类,所以不能再继承其他父类。
3、Runnable和Callable的区别
(1) Callable规定(重写)的方法是call(),Runnable规定(重写)的方法是run()。
(2) Callable的任务执行后可返回值,而Runnable的任务是不能返回值的。
(3) call方法可以抛出异常,run方法不可以。
(4) 运行Callable任务可以拿到一个Future对象,表示异步计算的结果。它提供了检查计算是否完成的方法,以等待计算的
完成,并检索计算的结果。通过Future对象可以了解任务执行情况,可取消任务的执行,还可获取执行结果future.get()。

三.创建四种线程池的方式

1、new Thread的弊端
执行一个异步任务你还只是如下new Thread吗?

1. new Thread(new Runnable() {
2. 
3. 
4.   @Override
5. 
6.   public void run() {
7. 
8.     // TODO Auto-generated method stub
9. 
10.     }
11. 
12.   }
13. 
14. ).start();


那你就out太多了,new Thread的弊端如下:

 a. 每次new Thread**新建对象性能差**。
 b. 线程缺乏统一管理,可能无限制新建线程,相互之间竞争,及可能占用过多系统资源导致死机或oom(out of memory)。
 c. 缺乏更多功能,如定时执行、定期执行、线程中断。

相比new Thread,Java提供的四种线程池的好处在于:
a. 重用存在的线程,减少对象创建、消亡的开销,性能佳
b. 可有效控制最大并发线程数,提高系统资源的使用率,同时避免过多资源竞争,避免堵塞。
c. 提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。
2、Java 线程池
Java通过Executors提供四种线程池,分别为:

newCachedThreadPool创建一个可缓存线程池,如果线程池长度超过处理需要,可灵活回收空闲线程,若无可回收,则新建线程。 newFixedThreadPool 创建一个定长线程池,可控制线程最大并发数,超出的线程会在队列中等待。 newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行。 newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的线程池,它只会用唯一的工作线程来执行任务,保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。

(1) newCachedThreadPool:

创建一个可缓存线程池,如果线程池长度超过处理需要,可灵活回收空闲线程,若无可回收,则新建线程。示例代码如下:

1. ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
2. 
3.   for (int i = 0; i < 10; i++) {
4. 
5.     final int index = i;
6. 
7.   try {
8. 
9.     Thread.sleep(index * 1000);
10. 
11.    } catch (InterruptedException e) {
12. 
13.       e.printStackTrace();
14. 
15.   }
16. 
17. 
18. 
19.    cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
20. 
21. @Override
22. 
23. public void run() {
24. 
25.         log.info(index);
26. 
27.       }
28. 
29.    });
30. 
31. }

线程池为无限大,当执行第二个任务时第一个任务已经完成,会复用执行第一个任务的线程,而不用每次新建线程。

(2) newFixedThreadPool:—- 需要指定线程池的大小

创建一个定长线程池,可控制线程最大并发数,超出的线程会在队列中等待。示例代码如下:

1. ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
2. 
3.   for (int i = 0; i < 10; i++) {
4. 
5.   final int index = i;
6. 
7. 
8.   fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
9. 
10. 
11. @Override
12. 
13. public void run() {
14. 
15. try {
16.          log.info(index);
17.          Thread.sleep(2000);
18.       } catch (InterruptedException e) {
19.          // TODO Auto-generated catch block
20.          e.printStackTrace();
21.        }
22.     }
23.   });
24. }

因为线程池大小为3,每个任务输出index后sleep 2秒,所以每两秒打印3个数字。
定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()。可参考PreloadDataCache。

(3)newScheduledThreadPool:

创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行。延迟执行示例代码如下:

1. ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
2. 
3.  scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
4. 
5. 
6. @Override
7. 
8. public void run() {
9. 
10.          log.info("delay 3 seconds");
11.        }
12. 
13.  }, 3, TimeUnit.SECONDS);

表示延迟3秒执行。
定期执行示例代码如下:

1. scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
2. 
3. @Override
4. 
5. public void run() {
6. 
7.           log.info("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds");
8. 
9.       }
10. 
11. }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);

表示延迟1秒后每3秒执行一次。
ScheduledExecutorService比Timer更安全,功能更强大

(4)newSingleThreadExecutor:

创建一个单线程化的线程池,它只会用唯一的工作线程来执行任务,保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。示例代码如下:

1. ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
2. 
3. for (int i = 0; i < 10; i++) {
4. final int index = i;
5.   singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
6. 
7. @Override
8. public void run() {
9.     try {
10.         log.info(index);
11.         Thread.sleep(2000);
12.      } catch (InterruptedException e) {
13.          // TODO Auto-generated catch block
14.          e.printStackTrace();
15.      }
16.     }
17.   });
18. }

结果依次输出,相当于顺序执行各个任务。
线程池的作用:
线程池作用就是限制系统中执行线程的数量。
根据系统的环境情况,可以自动或手动设置线程数量,达到运行的最佳效果;少了浪费了系统资源,多了造成系统拥挤效率
不高。用线程池控制线程数量,其他线程排队等候。一个任务执行完毕,再从队列的中取最前面的任务开始执行。若队列中没
有等待进程,线程池的这一资源处于等待。当一个新任务需要运行时,如果线程池中有等待的工作线程,就可以开始运行了;
否则进入等待队列。
为什么要用线程池:
1.减少了创建和销毁线程的次数,每个工作线程都可以被重复利用,可执行多个任务。
2.可以根据系统的承受能力,调整线程池中工作线线程的数目,防止因为消耗过多的内存,而把服务器累趴下(每个线程需要大
约1MB内存,线程开的越多,消耗的内存也就越大,最后死机)。
Java里面线程池的顶级接口是Executor,但是严格意义上讲Executor并不是一个线程池,而只是一个执行线程的工具。真正的
线程池接口是ExecutorService。
比较重要的几个类:
ExecutorService: 真正的线程池接口。
ScheduledExecutorService: 能和Timer/TimerTask类似,解决那些需要任务重复执行的问题。
ThreadPoolExecutor: ExecutorService的默认实现。
ScheduledThreadPoolExecutor: 继承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口实现,周期性任务调度的类实现。
要配置一个线程池是比较复杂的,尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下,很有可能配置的线程池不是较优的,因此
在Executors类里面提供了一些静态工厂,生成一些常用的线程池。